选修4 电解原理应用103.ppt

* 现象：阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉－KI试纸变蓝 阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红 实验装置 阳极：2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极：2H++2e- =H2↑ 总式：2NaCl+2H2O=＝＝2NaOH+H2↑+Cl2↑ 通电 电解饱和食盐水可以制造烧碱、氯气和氢气。 二、电解原理的应用 1、氯碱工业: * （1）生产设备名称：离子交换膜电解槽 阳离子交换膜：只允许阳离子、小分子水通过(Cl－、 OH－离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和 阳极室。 氯碱工业:离子交换膜法制烧碱 （2）离子交换膜的作用： a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量。 * － + Cl2 Cl2 Cl— H2 Na+ H+ OH— 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O（含少量NaOH） 离子交换膜 阳 极 金属钛网 阴 极 碳钢网 阳极室 阴极室 * 2、电镀 电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力。 电镀：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程， 铁片 铜片 硫酸铜溶液 ①电极： 阳极——镀层金属 或惰性电极 阴极——待镀金属制品 ②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。 溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小 * 3、铜的电解精炼 一般粗铜中含有多种杂质，这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求。 粗铜 含杂质(Zn Fe Ag Au 等) 纯铜 粗铜 阳极： Zn - 2e- → Zn2+ Fe - 2e- → Fe2+ Cu - 2e- → Cu2+ Zn Fe CuAg Au 阴极: Cu2+ + 2e- → Cu 阳极泥 问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？ CuSO4溶液 阳极泥: 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥 * 4、电冶金 制取金属钠 电解熔融状态的氯化钠。 阳极： 2Cl - －2e- == Cl2↑ 阴极： 2Na+ + 2e- == 2Na 总反应： 2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ↑ * 电解熔融氯化钠制钠 * 阳极：6O2--12 e- =3O2↑ 阴极：4Al3+ + 12e- =4Al 冶炼铝 通电 总式：2Al2O3 4Al+3O2 ↑ 原理: 思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3? * 小结 与电源正极相连 阳极 阴极 与电源负极相连 发生氧化反应 阳离子移向 阴离子移向 发生还原反应 1、电源、电极、电极反应关系 2、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金 * 1. a 、b哪一极为正极？ 2. 若要给铁叉镀银， a所连电极选用什么材料？ 选择何种电解质溶液？ 思考: e- * 电解计算——电子守恒法 例一 ： 铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量. 解析：阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阴极 Cu2++2e- =Cu↓ 2H++2e- =H2↑ 阳极转移电子的物质的量为: 0.5×4 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即产生H+ 2mol. 阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2转移的电子:0.5 ×2=1mol,故还有1mole- 用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol. * O2～2Cu～4Ag～4H＋～2H2～2Cl2～4OH－ 计算关系式： 例二 ： 用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L A 阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol 则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *